基于PFC算法的纵向塞曼热稳频系统预热控制方法

针对传统纵向塞曼热稳频系统的恒值加热方法存在预热时间长、在不同环境预热效果存在差异的问题,提出了一种基于预测函数控制(PFC)算法的预热控制方法.该方法采用一阶加纯滞后模型作为PFC算法的预测模型,参考Smith预估思想对系统输出对象进行修正,可以有效克服被控系统热交换的时滞特性对预热效果的影响,缩短预热时间;控制参考温度与不同环境温度相差为固定值,并设定阈值跳模时间作为预热-稳频转换的判据,可以有效克服环境温度对同一时刻预热效果的影响.实验表明,在15～26 ℃环境温度下,激光器开机小于17 min即可完成预热-稳频转换,预热时间差异小于2 min,不同环境下热平衡温度与环境温度差值的差异小于1.5 ℃.     

一种基于控制点偏移修正的纵向塞曼稳频方法与系统

针对目前普遍采用的功率平衡法实现热稳频的纵向塞曼激光器存在的稳频控制点偏移问题,建立了左右旋圆偏振光光功率差调谐曲线零点与稳频控制点之间频率偏移量的数学模型,提出了稳频控制点偏移的修正方法。该方法通过对左右旋圆偏振光的精确偏振分光和对称功率检测来抑制稳频控制点偏移的随机扰动分量,同时补偿其相对稳定偏置分量,可有效降低稳频控制点偏移引起的激光频率漂移。实验表明,基于稳频点偏移修正方法构建的纵向塞曼热稳频系统,在2h40min内输出光频率相对变化小于4×10-9,阿伦方差频率稳定度为1.9×10-10(采样时间1000s),在24h的重复实验中系统输出光中心频率漂移小于1.3×10-9。故该方法可有效抑制激光器稳频控制点漂移,提高激光频率稳定度。     

利用微机控制的横向塞曼稳频激光器

一、前言 关于横向塞曼激光器的稳频方法右各种方案。其中采用风扇冷却的方法结构简单，响应快，驱动功率小，因而在国外首先被商品化。但缺点是因采用了风因扇这一机械转动部件，导致寿命较短，且由于有微小的振动及激光管与外界空气直接接触，     

He-Ne双折射塞曼双频激光器的等光强稳频研究

在精密测量领域,He-Ne 激光器是制造激光干涉仪的首选光源,因波长作为测量的尺子,激光器的频率稳定性至关重要。介绍了双频激光器的稳频技术原理,利用调谐腔中平行光和垂直光的等光强点作为稳频点,以光强平衡为依据设计热伺服控制电路,采用数字和模拟电路共同控制,实现了He-Ne双折射塞曼双频激光器的频率稳定。对大频差(7.95 MHz)的双频激光器进行拍频测试,单次频率稳定度达10-9量级,重复多次多日测量,频率不确定度达1.07410-8(k=2)。同时对频差稳定度进行测试,频差波动范围在8 kHz以内,相对偏差度为0.001,完全达到商用双频干涉仪的标准。     

稳频与非稳频激光对大鼠脑NADH作用的比较

用塞曼横向稳频的氦-氖激光(STZL)与非稳频氦-氖激光,对大鼠脑海马进行低功率激光照射(632.8nm,0.16mW),结果表明:STZL使间脑内NADH(还原型辅酶Ⅰ)浓度降低,海马NADH浓度增加;非稳频激光也可使海马NADH浓度增加,但其作用比STZL弱.无论是STZL还是非稳频激光,都不能改变离体NADH纯样品的浓度.这些结果说明,两种激光对脑NADH的作用是一种复杂的生化过程,而且STZL的这种效应比非稳频激光强.     

基于纵向塞曼效应的商用氦氖激光器稳频研究

本文通过对多种氦氖激光器纵向塞曼效应下的稳频实验 ,发现许多商用氦氖激光器的增益曲线为非对称双极值峰谷点 ,从而使传统的等振幅稳频方法产生非唯一解。并对提高稳频精度进行了分析     

双模激光干涉场的基本特性及其在稳频稳幅中的可能应用

本文根据强度迭加原理,导出了双频双模激光干涉场中某一光程差处的强度时谱公式,分析与探讨了双频双模激光干涉场的基本特性与∑I(t)、ΔI(t)的调谐特性及其在稳频稳辐实验中的可能应用。     

基于非对称热结构的激光热稳频系统

针对目前热稳频激光器抗干扰能力差的问题,研制了一种基于非对称热结构的激光热稳频系统.该系统采用不同热传导材料建立具有多个连续热传导层的热结构,其中电热控制层和干扰吸收层被有限导热层隔离并呈不对称的热传导特性.由于有限导热层的隔离作用,电热控制和环境干扰对激光管的热作用速度分别取决于电热控制层和干扰吸收层的热惯性大小.结构参数设计中使电热控制层的热惯性远小于干扰吸收层,则可在保证电热控制效率的同时降低环境干扰的作用速度,从而提高稳频系统的抗干扰性能.最后,建立基于非对称热结构的纵向塞曼激光热稳频系统,对其抗干扰特性进行验证.实验结果表明:在普通实验室条件下稳频系统的频率稳定度优于1.8×10-10,而在1 m/s的持续气流扰动下其频率波动<1.5×10-9.     

基于模型预测控制的微电网优化调度

模型预测控制(model predictive control,MPC)作为一种滚动优化方法,能够很好的处理可再生能源出力不确定的问题.经典模型预测控制的预测时域长度固定,不能很好的适应经济调度问题.文章提出了变预测时域长度的模型预测方法,根据日前预测光伏风力发电、负荷数据,使用遗传算法合理配置每个时刻的预测时域长度值...     

基于纵模拍频控制的激光稳频技术

介绍了一种新的双纵模激光稳频技术:基于激光频率与纵模频率间隔的对应关系,通过精密锁相控制技术将两相邻纵模的拍频频率锁定在射频频率标准上,以控制激光谐振腔腔长,实现锁定激光频率的目的.理论分析表明,激光频率稳定度与两相邻纵模拍频频率的稳定度相同;实验上以射频频率标准为参考,精密锁定了He-Ne激光两相邻纵模的拍频频率及激光频率,且对采用该技术稳频的两套He-Ne激光系统进行了比对.实验结果表明,激光频率的稳定度为5×10-10(1 s积分时间),5×10-11(100 s积分时间).     

频率调制光谱稳频法的信号处理算法研究

频率调制光谱稳频法利用参考气体对激光吸收量来反馈控制激光波长稳定,反馈信号的提取通过调节参考信号与吸收分量同相的方式实现.为免除移相的麻烦,提出利用吸收分量和色散分量的合成信号作为反馈信号,通过仿真证明可以利用合成信号作为反馈信号.该合成信号的提取利用两正交参考信号与合成信号耦合的方式实现,该方式方便了信号的提取,免除了调相的麻烦.最后还提出一种判定激光波长偏移的方法.     

DFB激光器饱和吸收稳频的精密温控系统设计

相对于外腔半导体激光器,分布式反馈(Distributed Feedback Laser,DFB)激光器的温调率较高,为实现饱和吸收稳频,需要对激光器温度进行精密控制。分析了饱和吸收稳频系统的控温需求,基于MAX1978芯片设计了精密温控系统；利用恒流源对测温电桥电路进行了线性优化,利用遗传算法对模拟PID电路参数进行快速整定,系统最终实现0.2mK的控温稳定度,比同类设计的稳定度高1~2个数量级,解决了饱和吸收谱线明显晃动的问题,具有广阔的应用前景。     

利用气体吸收池光电流信号稳定InGaAsP半导体激光器频率

采用光吸收作用使放电气体吸收池电流改变，即“光电压”信号作为频率标准，对ＩｎＧａＡｓＰ长波长半导体激光器进行稳频。     

用于双波长稳频CO_2激光的自组织模糊控制系统

报道了一种用于高精度双波长稳频ＣＯ２激光的自组织模糊控制系统。由于ＣＯ２激光工作在极复杂的条件下，特别是双波长同时稳定的条件极为严格．故对ＣＯ２激光的一系列工作参量必须进行有效的控制。所介绍的自组织模糊控制系统可以满足这方面的要求。它可使同时振荡的双波长之频率稳定度不论短周期或长周期都优于１０－１０。     

四频差动激光陀螺小抖动稳频工作模式判别技术研究

为避免传统光强差稳频方式的缺陷,提出了四频差动激光陀螺小抖动稳频方法。从四频陀螺工作原理出发,分析了小抖动稳频的可行性,其中工作模式判别问题是技术难点。提出三种解决方法：改变左右旋模频率间隔、光强差稳频方式的扫模电路结合、根据陀螺零漂数据来判别,为进一步研究提供了参考。     

基于灰色模型的网络控制系统预测函数算法研究

网络控制系统存在不确定性的时间迟延和数据丢包,可视作具有随机干扰和参数时变的灰色系统.将广义被控对象建模为灰色系统模型,在此模型基础上设计了预测函数控制算法,推导出模型预测输出和控制量计算方程的求解;设计了控制器采用事件-时间混合驱动方式,传感器和执行器采用时间驱动方式的网络控制系统仿真平台.仿真结果表明该算法在线计算量小、抗干扰能力强,跟踪速度快、控制效果良好.     

基于LabVIEW的外腔二极管激光器稳频实验

提出了一种通过计算机采样输出实现外腔二极管激光器(ECDL)稳频的新方法。此方法利用波长调制技术和LabVIEW软件的强大功能,在个人电脑上,制作了PI调节器,把ECDL锁在了甲烷1.6μm处的吸收线上。结果表明,被锁住的激光器频率漂移由自由运转的 160 MHz下降到 5.6 MHz,其稳定度在平均积分时间为64 s时达到最小值1.66×10-11,比自由运转时提高了约100倍左右,与模拟PI调节器达到了几乎相同的效果。     

基于参数自适应PID控制算法激光准直系统的研制

提出并研制了一种基于参数自适应比例、积分和微分(PID)控制算法的激光准直控制系统,从根本上解决了传统PID控制方法的存在的精度低、实时性差等不足。在50min内,x向(水平方向)的角漂移量为22nm／150mm,y向(垂直方向)的角漂移量为15nm／150nm;x向的平漂移量为26nm／150nm,y向平漂移量为28nm／150nm。实验证明：采用参数自适应PID控制算法,激光准直系统的准值精度和鲁棒性得到显著提高。     

大范围高精度温控系统的控制算法研究

为给大范围、高精度温控系统寻找适合的控制算珐,在研究多级循环水温度控制系统的基础上,分别设计了PID温度控制与模糊温度控制两套方案,依次分析、计算、比较两种算法各自的优缺点,综合考虑了控制精度、响应速度等条件,并通过建模仿真论证了两类控制方案的可行性。